[CS] 네트워크 기초, L2 스위치 그리고 TCP 장애 #6

이 문서는 유튜브 '널널한 개발자 TV'님의 강의를 토대로 작성되었습니다.

 

 

#1 DNS?

 

인터넷은 결국 Packet Switching Network 이다.

패킷은 바뀌지 않지만 패킷을 통채로 캡슐화한Frame의 이더넷 헤더는 계속 바뀐다.

L2 구간을 통과할 때는 MAC주소가 제일 중요하다.

IP주소는 전혀 영향을 끼치지 않는다.

MAC주소는 호스트를 하나 지나서 통과할 때마다 바뀐다.

 

#2 L2 스위치와 ARP 작동원리

 

ARP 프로토콜 : IP주소로 MAC주소를 알아내는 프로토콜

L2 구간 MAC우선

 

스위치 허브 : 포트마다 MAC을 저장한다. 

ARP :

1. Braodcast 방식으로 해당 IP주소를 전송한다.

2. 해당 IP주소 호스트에 전송되면 호스트는 Unicast방식으로 MAC주소를 Reply해준다.

3. PC는 해당 MAC주소를 Cache에 저장한다.

Broadcast로 모든 LAN상의 호스트들에게 요청

해당 IP 호스트가 Unicast 방식으로 MAC주소 응답

 

LAN을 어떻게 설명할 수 있을까? Broadcast가 도달하는 범위.

 

처음 인터넷에 연결하는 호스트는Gateway의 IP주소를 알지만, 해당 IP주소의 MAC주소를 알지 못한다.

이 경우 ARP를 통해서 Gateway의 MAC주소를 알아낸다.

 

 

#3 패킷의 소멸과 TTL

 

IP헤더에 TTL(Time To Live) 데이터(8bit)가 존재.

라우터를 만날 때마다 TTL값이 1씩 감소한다.

Window에서 보통 TTL값은 128로 설정된다.

TTL이 0이되면 Packet은 Drop된다.

> 네트워크 장비에서 가장 치명적인 장애는 Looping. 이를 방지하기 위해서 TTL이 존재한다.

이 때 라우터는 ICMP를 통해서 패킷의 출발 호스트에게 해당 패킷의 소멸 사실을 전달한다.

 

#4 MTU와 Packet 단편화

 

라우터 간 MTU값이 다르면 단편화가 발생한다.

이 때 단편화로 인해서 분할된 데이터를 재조립하기 위해서 Offset값을 저장한다.

재조립 누가해? 기본적으로 데이터를 수신하는 쪽에서 한다.

 

2022년에는 MTU로 인한 단편화가 거~의 발생하지 않는다.

만약 발생한다면 주로 VPN(IPSec)에 의한 단편화이다.

 

만약 MTU로 인해서 단편화가 발생한다면, 해결책으로 MTU 하향평준화가 있다.

pps(packet per sec)를 떨어뜨리는 것이 중요하다.

 

 

 

 

 

 

Segment > TCP

Datagram > UDP

 

#5 TCP 장애유형 5가지

 

장애대응의 대원칙은 낮은 수준에서 높은 수준으로 대응하라

 

1. 데이터 손실 Loss

: 네트워크 상에서 손실이 났을 수도 있고, H/W 수준에서 연결이 안됐을 수 있다.

 

2. Dup ACK

3. Retransmission

: Network 지연에 의해서 발생할 수 있고, 커널에서 발생할 수도 있다.

 

이런 장애를 혼잡이 발생했다고 한다.

혼잡을 제어하기 위해서 네트워크 속도를 낮춘다.

 TCP Congestion Control

 

4. Zero Window

: 버퍼가 꽉 찼다. 주로 Application의 Buffer를 의심해라.

 

5. RST

: Socket이 리셋되는 경우. 소켓이 End point Process에서 비정상 상태 죽었을 때.

 

추가적으로 장애 분석을 위해서 MSA 방법이 있다.

Multi Segment Analysis : Out of path로 라우터 간 Packet을 복사하여 어디서 Loss가 발생하는지 분석하는 것이다.

 

 

 

 

 

긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.

22.12.10